Verfahren und Vorrichtung zum Verpacken von Wareneinheiten
Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf Verbesserungen des Verpackens und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren und auf eine verbesserte Vorrichtung zum Verpacken von Wareneinheiten in ein abdichtbares flexibles Bogenmaterial. Die Erfindung ist insbesondere für die Verpackung von Lebensmittelprodukten, wie beispielsweise Fleisch oder Käse, geeignet, die verderblich sind. Beim Verpacken eines derartigen Produktes werden geeignete flexible Bögen verwendet.
Verschiedene flexible Bogenmaterialien, wie beispielsweise Kunststoffolien, beschichtete Folien usw., können in der erfindungsgemässen Vorrichtung oder Maschine verwendet werden, und es sei bemerkt, dass das ausgewählte Material insbesondere an das zu verpackende Produkt angepasst werden kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglichen eine Verpackung von Wareneinheiten in einer einstellbaren oder regulierbaren Atmosphäre, d. h. in einer einstellbaren oder regelbaren Umgebung.
Es wurden bereits verschiedene Maschinentypen zur Erzeugung von Verpackungen verwendet, die unterschiedliche Atmosphären enthielten, und es trat ein beträchtlicher Folienabfall und eine beträchtliche Verlangsamung des Arbeitsganges ein, weil, wenn die Maschine angelassen wird, keine Möglichkeit besteht, zu bestimmen, ob der Zusatz der Atmosphäre innerhalb des flexiblen Schlauches für den Beginn des Verpakkens zufriedenstellend ist. Es ist ein wesentliches Ziel der Erfindung, die bisher geübte Praxis dadurch zu verbessern, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, mit denen es ermöglicht werden soll festzustellen, ob die Zustände der Atmosphäre innerhalb des Schlauches zufriedenstellend sind, um die Herstellung von Verpackungseinheiten sicherzustellen, die ein Gas richtiger Zusammensetzung enthalten.
Um dies zu erreichen, kann man eine gesteuerte oder eingestellte Atmosphäre aus einem eingeschlossenen Bereich unmittelbar einem Punkt benachbart, an welchem die Folie gefaltet wird, um einen Schlauch zu bilden, ausströmen lassen, und diese Atmosphäre wird stromaufwärts über die Verpackungseinheiten, zeitlich mit der Bewegung der Verpackungseinheiten und des Schlauches zusammenfallend, zu einem Querschneide- und zu einer Querabdichtungseinrichtung hin gerichtet. Ein Abzugsrohr kann innerhalb des Filmschlauches angeordnet sein und einen Einlass aufweisen, der unmittelbar dem geschlossenen Ende des Folienschlauches benachbart angeordnet ist, wo die quer verlaufenden Verschlüsse durch einen Mechanismus gebildet werden, der diese Querverschlüsse herstellt.
Diese Abzugsleitung ist zweckmässig mit einem Analysengerät für die Atmosphäre verbunden, so dass die Atmosphäre in die Abzugsleitung einströmen kann und analysiert werden kann, ehe irgendwelche Verpackungseinheiten hergestellt werden. Wenn das Bedienungspersonal feststellt, dass das Analysengerät anzeigt, dass der Zustand der Atmosphäre innerhalb des Schlauches für den Beginn der Herstellung von Verpakkungen zufriedenstellend ist, dann startet das Bediepersonal die Maschine, und Einheiten, wie beispielsweise Käsepackungen, können unmittelbar gepackt werden, ohne dass ein Verlust an Verpackungsmaterial entsteht.
Nachdem die Herstellung der Verpackungen begonnen hat, kann der Zustand der Atmosphäre zu jeder Zeit überwacht werden. Ein solches Verfahren stellt eine Verbesserung der bisher bekannten Technik dar, bei welcher es erforderlich war, dass einige Verpackungen, die hergestellt wurden, zur Erstellung einer Gasanalyse jeden Tag in ein Laboratorium gebracht wurden, ehe die Verpackung mit voller Arbeitsgeschwindigkeit vor genommen werden konnte, um festzustellen, ob die Maschine Verpackungen herstellt, die ein Gas in der gewünschten Zusammensetzung enthalten. Nachdem die Produktion in Gang gesetzt wurde, war es bisher üblich, Proben alle 15 Minuten oder in ähnlichen Zeitabständen zum Laboratorium zu schaffen, damit eine weite- re Kontrolle der Produktion erfolgen konnte.
Wenn das Gas oder die Atmosphäre in den hergestellten Verpackungen nicht zufriedenstellend war, so wurden diese Verpackungen weggeworfen und bei dieser Arbeitsweise, die bisher Anwendung fand, ergab sich ein Ma terial- und ein Zeitverlust.
Im Hinblick auf die vorhergehenden Ausführungen ist es ein wichtiges Ziel der Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren und eine neue und verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von Verpackungseinheiten zu schaffen, welche eine eingestellte oder gesteuerte Atmosphäre haben, und zwar mit einem minimalen Verlust an Verpackungsmaterial und Arbeitszeit beim Beginn des Betriebes der Maschine.
Weiterhin soll ein neues und verbessertes Verfahren und eine neue und verbesserte Vorrichtung zum Verpacken von Wareneinheiten geschaffen werden, wobei die Analyse der Atmosphäre einer jeden Verpackung unmittelbar zu der Zeit zur Verfügung steht, zu der die Verpackung hergestellt wird, so dass das Bedienungspersonal feststellen kann, ob die hergestellten Verpakkungen die gewünschte Atmosphäre enthalten, ohne dass es erforderlich ist diese Verpackungen zu einem Laboratorium zu bnngen, in welchem eine unabhängige statistische Analyse durchgeführt wird.
Weitere Möglichkeiten sind in der Schaffung eines neuen und verbesserten Verfahrens zur Bespülung von Käseteilen innerhalb eines Folienschlauches mit einem Gas oder einer anderen geeigneten Atmosphäre zu sehen, wonach das Gas oder die Atmosphäre aus dem Schlauch abgezogen wird, ohne das abgezogene Gas mit dem Gas zu mischen, welches in den Schlauch eingeführt wird, so dass das abgezogene Gas in ein Analysengerät eingegeben werden kann, um festzustellen, ob die hergestellten Verpackungen die gewünschte Atmosphäre haben, und wobei das Abziehen des Gases derart erfolgt, dass Teile des Gases oder der Atmosphäre gegen die Unterseite der Gegenstände, die verpackt werden, gerichtet werden können, um diese Unterseiten zu bespülen, um weiterhin ein Verderben der Gegenstände innerhalb der Verpackung zu unterbinden.
Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Verpackung von Wareneinheiten gemäss der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrösserte Teildraufsicht, welche im einzelnen bestimmte Merkmale der in Fig. 1 gezeigten Einwickelvorrichtung darstellt,
Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht, genommen im wesentlichen längs der Linie IIIIII der Fig. 2 und gesehen in der Richtung, die durch die Pfeile angedeutet ist,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Gashaube, die bei der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung Anwendung findet, und zwar in der Stellung, die in Fig. 2 gestrichelt gezeigt ist,
Fig. 5 eine Teillängsschnittansicht der in Fig. 4 gezeigten Gashaube,
Fig. 6 eine teilweise auseinandergezogene Darstellung der in den Fig.
4 und 5 gezeigten Gashaube,
Fig. 7 eine Vertikalschnittansicht, genommen längs der Linie VII-VII der Fig. 4, gesehen in Richtung der Pfeile,
Fig. 8 eine Vertikalschnittansicht einer Wareneinheit, die verpackt wird und der Folie, wobei in ausgezogenen und gestrichelten Linien das Verfahren gezeigt ist, mittels welchem die Folie umgeschlagen wird, um einen Schlauch zu bilden, der die Wareneinheit einhüllt, und
Fig. 9 eine vergrösserte Querschnittsansicht, genommen längs der Linie IX-IX der Fig. 1, gesehen in Richtung der Pfeile.
Mit 9 ist ganz allgemein eine Verpackungseinheit bezeichnet, die mit der neuen in Fig. 1 dargestellten Maschine 10 hergestellt werden kann. Die Verpackungseinheit 9 ist vorzugsweise aus einem geeigneten flexiblen Material, wie es im vorstehenden ausgeführt wurde, hergestellt und ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Verpackung einen Längsverschluss oder Längsabschluss aufweist, der sich über die gesamte Länge der Verpakkung erstreckt. Die Verpackung 9 weist ferner an beiden Enden quer verlaufende Verschlüsse oder Abdichtungen auf.
Die Vorrichtung 10 weist ferner einen Rahmen 11 und eine Rolle für die Folie 12 auf. Die Folienrolle ist unter dem Rahmen angeordnet und die Folie erstreckt sich über eine Rolle 13 auf die Oberseite des Rahmens.
Ein Förderer 14 ist an einem Ende des Rahmens im Abstand vom Ende des Rahmens angeordnet und weist ein Förderband 15 auf, welches Ansätze 16 hat, um Waren-Einheiten 17 mitzuführen, die verpackt werden sollen. Wenn sich das Fördererband 15 an der Rolle 13 vorbei bewegt, wirken die Ansätze 16 mit der sich bewegenden Folie 12 zusammen, um Einheiten 17 auf der Oberseite des Filmes in Längsrichtung im Abstand voneinander längs der Länge des Folienstreifens abzulegen.
Auf der Oberseite des Rahmens oder horizontalen Bettes 11 ist ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Folienfaltschuhen oder Platten 18 vorgesehen und diese Folienfaltschuhe oder Platten 18 haben entgegengesetzt konvergierende Seitenkanten 1 8a und flache Oberseiten 18b. Gummiwalzen 19 sind einstellbar an der Oberseite der Platten, den konvergierenden Seitenkanten 1 8a benachbart, montiert, um das Falten der Folie zu unterstützen und um in der Länge der Folie einen muldenförmigen Teil auszubilden, wenn die Folie in Längsrichtung an den Gummirollen 19 vorbeiläuft. Die Rollen 19 können, wie Fig. 8 zeigt, unter einem Winkel eingestellt sein, um den Film dicht um die Wareneinheit oder das Lebensmittel erzeugnis herum zu ziehen.
Es sei bemerkt, dass die Schuhe 18 miteinander verbunden sind und von einem Schlitten 20 getragen werden, der gegenüber dem Rahmen senkrecht beweglich ist, damit die Schuhe 18 und die Rollen 19 in senkrechter Richtung entsprechend der Grösse der Wareneinheiten 17, die verpackt werden sollen, eingestellt werden können. Die Einzelheiten des Schlittens 20 sollen später noch erläutert werden.
In Längsrichtung stromaufwärts von den Schuhen 18 ist eine Längsschweisseinrichtung 21 montiert, die Heizelemente 22, 22 aufweist. Die Heizelemente 22, 22 sind schwenkbar bei 23a, 23a an Schwenkhalterungen 23 montiert, die von einem Quersteg 23' des Schlittens getragen werden. Die anderen Enden der Elemente 22, 22 sind durch einen Bügel 24 miteinander verbunden.
Ein Handgriff 25 ist vorgesehen, um das Schweissgerät 21 um die Schwenklager 23 zu verschwenken, so dass die Folie durch die Vorrichtung hindurch gezogen werden kann und mit einem Querschneider und einem Querschweisser 28 verbunden werden kann. Der Querschweisser und Querschneider 28 bildet die Einrichtung, mit der die Folie in Längsrichtung durch die Schuhe 18 und durch die Schweisseinrichtung 21 sowie durch die Schweissrollen 26, 26 gezogen wird. Die Heizelemente 22, 22 sind vorgesehen, um die gegenüberliegenden Ränder 12b, 1 2b der Folie zu erhitzen, nachdem die Seitenteile 12a, 1 2a um die Seiten des Gegenstandes 17, der verpackt werden soll, herumgefaltet sind. Die Rollen 26 sind bei 26a an Schenkeln 26b drehbar gelagert, und diese Schenkel 26b sind an einem U-förmigen Rahmen 26' montiert.
Der Rahmen ist an den Schuhen 18, 18 befestigt. Es sei bemerkt, dass, nachdem die Folie durch die Rollen 26, 26 hindurchgegangen ist, ein verschweisster Folienschlauch um die in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordneten Einheiten 17 herum ausgebildet ist. Wenn diese Wareneinheigen 17 innerhalb des Folienschlauches 27 in den Querschweisser und Querschneider 28 eingeführt werden, so werden Querverschweissungen oder Querabdichtungen im Schlauch ausgebildet, um einzelne abgepackte Einheiten herzustellen, und diese Einheiten werden voneinander abgeschnitten, um getrennte Verpackungseinheiten 9 zu bilden, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der Querschweisser und Querschneider kann von geeigneter beliebiger Bauart sein und kann beispielsweise derart aufgebaut sein, wie es in Fig. 12 der USA-Patentschrift 3 024 581 dargestellt ist.
Nachdem die Verpackungseinheiten voneinander getrennt sind, werden diese von der Einrichtung 28, wie in Fig. 1 gezeigt, auf einen Förderer 29 gebracht.
Eine keilförmige Haube 30 ist derart aufgebaut und geformt, dass diese über der keilförmigen Öffnung zwischen den Schuhen 18 sitzen kann, die zwischen den konvergierenden Rändern 1 8a gebildet ist, und diese Öffnung einschliessen kann. Wie in den Fig. 1 7 ge- zeigt, besteht die Haube 30 aus vier getrennten Teilen, und zwar aus einem Grundteil 31, der Gasauslässe 31 a aufweist und geneigte Auslässe 31 c, wobei diese Auslässe über die Länge dieses Grundteiles verteilt angeordnet sind, und wobei sich die Auslässe 3 1c am stromaufwärts gelegenen Ende der Haube befinden.
Jeder der Auslässe 31 a weist eine abgeschrägte Kante 31b auf, die so geformt ist, dass Gas in einer Richtung stromaufwärts zur Haube 30 in einen muldenförmigen Teil der Folie innerhalb des Folienschlauches 27 zum Querschweisser 28 hin gerichtet wird. Die Auslässe 31c sind derart geneigt, dass diese einen relativ zur Haube 30 stromaufwärts gerichteten Gasstrom erzeugen. Die Haube 30 weist ferner einen Mittelteil 32 auf, der eine verhältnismässig grosse mittlere Aussparung 32a hat, die über allen Gasauslässen 31 a liegt, und die als Verteiler zur Aufnahme des Gases und zur Verteilung des Gases durch die Auslässe 31 a dient. Auf der Oberseite des Mittelstückes 32 ist ein Deckelstück 33 montiert, welches Gaseinlässe 33a aufweist, die mit ihren unteren Enden mit der mittleren Aussparung 32a verbunden sind.
Ein Gaseinlassblock 34, der Einlassöffnungen 34a aufweist, ist auf der Oberseite des Deckelteiles 33 montiert, und die Teile 31, 32, 33 und 34 können in geeigneter Weise miteinander mittels eines Klebemittels oder eines Zementes oder mittels anderer Befestigungseinrichtungen befestigt sein. Wenn die Teile zusammengebaut sind, wirken die Teile 31, 32 und 33 zusammen, um eine Gasverteilerkammer 35 im Bereich der mittleren Aussparung 32a zu bilden, wobei diese Kammer Gas durch die Gasdüsen 36, 36 aufnehmen kann, die mit Gasleitungen 37, 37 verbunden sind, und mit einem Vorratsbehälter 38, der ein unter Druck stehendes Gas enthält Ein Gasabsperrschieber oder-ab- sperrhahn 39 und ein Gasdruckregler 40 sind vorgesehen, um die Gasströmung in die Haube 30 hinein zu steuern.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Vakuumblock 41 dem vorderen Ende der Haube 30 benachbart montiert und wird von den Schuhen 18, 18 getragen. Ein Rohr 42 ist mit dem Block 41 verbunden und streckt sich nach vorn und in den Folienschlauch 27 hinein, um die Atmosphäre oder das Gas aus dem Schlauch in der Nähe des Bereichs der Querverschweissung abzuziehen. Das Rohr 42 ist mit seinem stromaufwärts gelegenen Ende stromaufwärts vom geschlossenen Folienschlauch 27 angeordnet, so dass sich dieses Rohr in den Schlauch hinein erstrecken kann, ohne dass die Längs dichtung stört, die am Schlauch durch die Längsschweisseinrichtungen 21 ausgebildet werden. Das Rohr 42 weist ein stromaufwärts gelegenes Einlassende 42a auf, welches dem Querschweisser 28 unmittelbar benachbart ist, um die Atmosphäre, wie beispielsweise Luft und Gas, aus einem geschlossenen Ende des Schlauches 27 abzuziehen.
Eine Leitung 43 ist mit dem Saug- oder Vakuumblock 41 verbunden und ist weiterhin mit einem ersten Filter 44 verbunden, der als Feuchtigkeits- und Käseteilchensammler dient. Eine andere Saug- oder Vakuumleitung 43'verbindet den Filter 44 mit einer Vakuumpumpe 45, die zur Erzeugung des Unterdruckes oder Vakuums in dem Rohr 42 vorgesehen ist. Die Pumpe 45 weist eine Pumpenleitung 46 auf, die mit einem zweiten Filter 47 verbunden ist und mit einer anderen Pumpenleitung 48, die mit einem Gasspülrohr 49 verbunden ist, welches zwischen der Folienrolle 13 und dem Förderer 14 angeordnet ist.
Das Gasspülrohr 49 weist eine Reihe von Auslässen 49a auf, die nach oben gerichtet sind, um die Unterseiten der Gegenstände 17, die verpackt werden sollen, zu bespülen, wenn diese Gegenstände sich über den Spalt zwischen dem Förderer 14 und dem sich bewegenden Folienstreifen 12 bewegen. Durch das Bespülen der Unterseite der Gegenstände 17 wird insbesondere, wenn es sich um Schweizer Käse handelt, die Lagerfähigkeit des abgepackten Produktes ganz erheblich erhöht. Es wurden Packungen 9 untersucht, die Schweizer Käse enthielten und die in der Weise abgepackt wurden, dass die Unterseiten des Schweizer Käses in der beschriebenen Weise bespült wurden, und diese Untersuchungen haben gezeigt, dass die Packungen bis zu 95 o/o frei von Sauerstoff waren.
Eine Einlassabzweigung 50 für ein Analysengerät ist in der Pumpenleitung 48 vorgesehen, damit ein Teil der abgesaugten Atmosphäre oder ein Teil des abgesaugten Gases durch eine Leitung 51 zu einem Gasanalysengerät 52 von geeigneter Bauart geleitet werden kann, damit kontinuierlich Prüfungen durchgeführt werden können, um eine Analyse der Atmosphäre oder des Gases im geschlossenen Ende des Folienschlauches 27 durchführen zu können, und zwar unmittelbar beim Querschweisser. Ein übliches Band- oder Plattenaufzeichnungsgerät 53 ist mit dem Gasanalysengerät 52 verbunden, um eine kontinuierliche Aufzeichnung der vom Analysator durchgeführten Prüfungen während des kontinuierlichen Betriebes der Maschine 10 durchführen zu können.
Es wurde gefunden, dass durch ein Absaugen der Atmosphäre oder des Gases aus dem geschlossenen Ende des Schlauches und durch eine Förderung des abgesaugten Gases in einen von dem Gasstrom getrennten Gasstrom, der von der Haube 30 nach unten fliesst, ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden können. Das abgezogene Gas kann nicht nur zum Bespülen der Unterseite der zu verpackenden Wareneinheiten 17, wie im vorstehenden beschrieben, verwendet werden, sondern dieses abgezogene Gas kann auch in üblicher Weise getestet und analysiert werden, damit das Bedienungspersonal eine kontinuierliche Kontrolle hat, um den Gasinhalt der Verpackungen 9, die von der Maschine hergestellt werden, zu bestimmen.
Bisher war es erforderlich, dass eine Anzahl von Verpackungen durch die Maschine hindurch laufen, wonach die Verpackungen zu einem Laboratorium gebracht und geprüft wurden, um festzustellen, ob diese Verpackungen eine zufriedenstellende Gasmenge enthalten. Gemäss dem neuen hier beschriebenen Verfahren kann der Folienschlauch 27 mit Gas gefüllt werden, ehe die eigentliche Verpackung beginnt, und das Bedienungspersonal kann die Zusammensetzung der Atmosphäre innerhalb des Folienschlauches 27 bestimmen, und zwar unmittelbar an einer dem Querschweisser 28 benachbarten Stelle, ehe irgendeine Verpackung hergestellt wird.
Wenn die Gasanalyse nicht zufriedenstellend ist, was beispielsweise durch das Anzeigegerät am Gasanalysator 52 festgestellt werden kann, können die Gassteuerungen derart eingestellt werden, dass die Gaszusammensetzung im geschlossenen Ende des Schlauches 27 genau eingestellt werden kann. Wenn das geschlossene Ende des Schlauches 27 die gewünschte Atmosphäre enthält, kann der Querschweisser 28 vom Bedienungspersonal eingeschaltet werden, damit die Bewegung der Folie 12 gegenüber den anderen Teilen der Maschine beginnt, und die Verpackungen 9 haben ein Gas gewünschter Zusammensetzung und diese Verpackungen können ohne Material- oder Folienverlust und mit einem minimalen Zeitaufwand hergestellt werden.
Es können ausgezeichnete Ergebnisse mit der Maschine erzielt werden, wenn man 140 Verpackungseinheiten 9 pro Minute herstellt. Beispielsweise kann die Maschine derart betrieben werden, dass 30 10 Pfund Kohlendioxyd pro Stunde verbraucht werden, und zwar entsprechend der Menge und der Art der Atmosphäre, die in den Verpackungen 9 gewünscht wird. Durch einen Betrieb der Maschine 10 in der beschriebenen Weise und durch die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können Verpackungen hergestellt werden, die einen geringen negativen Druck haben, so dass kompakte Verpackungen erzeugt werden. Bei der bisherigen Verpackungstechnik bestand die Neigung, dass aufgeblähte Verpackungen erzeugt werden.
Wenn jedoch Verpackungen erzeugt werden, die einen geringen negativen Druck aufweisen, so kann dieser Zustand der aufgeblähten Verpackungen ausgeschaltet werden.
Der Schlitten 20 ist an vier Ständern (Fig. 2) zu beiden Seiten der Schuhe 18, 18 angeordnet. Ein Paar Schrauben 56, 56 ist zu beiden Seiten der Schuhe 18, 18 montiert und diese Schrauben sind durch den Schlitten 20 bei 57, 57 hindurch geschraubt. Ein Paar Kettenräder 58, 58 ist an der Unterseite der Oberfläche des Rahmens 11 vorgesehen und diese Kettenräder sind über eine Kette 59 miteinander verbunden, so dass, wenn die Schraubenverlängerung 60 gedreht wird, die Kettenräder sich durch die Kette 59 drehen, um den Schlitten 20, wie gewünscht, nach aufwärts oder nach abwärts zu bewegen.
Die Schiittenblöcke 57 sind durch ein Querstück 61 miteinander verbunden, dessen Enden mit den Blökken 57 durch Schrauben 52 verbunden sind. Unterhalb der Blöcke 57 sind Halterungsarme 63, 63 angeordnet, die von Trägern 64, 64 getragen werden, die am Rahmen 11 befestigt sind. Die Stangen oder Ständer 55 erstrecken sich durch die Halterungen 63 hindurch, um diese Stangen am Rahmen 11 zu halten.
Beim dargestellten Verfahren und bei der dargestellten Vorrichtung wird das abgezogene Gas oder die abgezogene Atmosphäre verwendet, um die zu verpakkenden Einheiten zu bespülen. Um die Atmosphärenmenge oder die Gasmenge zu erhalten, kann - falls gewünscht - dieses Verfahren mit zufriedenstellenden Ergebnissen abgeändert werden. Zu diesem Zweck kann eine eingestellte Atmosphäre oder ein eingestelltes Gas gegen Einheiten, die verpackt werden sollen, aus einer Quelle gerichtet werden, die unabhängig von der Atmosphäre oder von dem Gas ist, welches durch den Folienschlauch hindurch geführt wird. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, zum Bespülen eine andere Atmosphäre oder ein anderes Gas zu verwenden.
In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, ein feuchtigkeits-und/ader gasdurchlässiges Verpackungsmaterial zu verwenden. Bei anderen Produkten kann es wünschenswert sein, ein gas- und/oder feuchtigkeitsundurchlässiges Verpackungsmaterial oder eine gas- und/ oder feuchtigkeitsundurchlässige Folie zu verwenden.
Es sei ferner bemerkt, dass die gesteuerte oder eingestellte Atmosphäre, die in den Folienschlauch eingefüllt wird, in Abhängigkeit von dem Produkt, welches abgepackt werden soll, verschieden sein kann. Die Atmosphäre kann Gas aufweisen, inerte Gase, Stickstoff, CO2, reinen Sauerstoff, Cyanid, Chlorgas. Wenn beispielsweise Verpackungseinheiten mit frischem rotem Fleisch abgepackt werden sollen, kann es wünschenswert sein, reinen Sauerstoff in den Verpackungen zu verwenden. Wenn andererseits beispielsweise Bekleidungsstücke für medizinischen Gebrauch verpackt werden sollen, kann es wünschenswert sein, eine sterile Atmosphäre zu erzeugen, und Cyanidgas oder Chlorgas oder verschiedene antiseptische Puder können in den Folienschlauch eingeführt werden.
In der Beschreibung wurde der Ausdruck gesteuerte oder eingestellte Atmosphäre verwendet, und zwar in einem ganz allgemeinen Sinn, wobei durch diesen Ausdruck alle die verschiedenen Substanzen gedeckt werden sollen, die in den Folienschlauch eingeführt werden können, wenn die Wareneinheiten abgepackt werden.
Method and device for packing units of goods
The invention relates generally to improvements in packaging and, more particularly, to an improved method and apparatus for packaging units of goods in a sealable flexible sheet material. The invention is particularly suitable for packaging food products, such as meat or cheese, which are perishable. Suitable flexible sheets are used in packaging such a product.
Various flexible sheet materials, such as, for example, plastic films, coated films, etc., can be used in the device or machine according to the invention, and it should be noted that the selected material can be adapted in particular to the product to be packaged.
The method according to the invention and the device according to the invention enable the packaging of goods units in an adjustable or regulatable atmosphere, i. H. in an adjustable or controllable environment.
Various types of machines have been used to produce packages containing different atmospheres and there has been considerable film waste and slowdown because when the machine is started there is no way of determining whether the atmosphere is being added inside the flexible tube is satisfactory for the start of packaging. It is an essential object of the invention to improve on the previous practice by providing a method and an apparatus with which it is to be made possible to determine whether the conditions of the atmosphere within the hose are satisfactory in order to ensure the manufacture of packaging units containing a gas of the correct composition.
To accomplish this, one can ventilate a controlled or adjusted atmosphere from an enclosed area immediately adjacent a point where the film is folded to form a tube, and this atmosphere becomes upstream over the packaging units, timed with the movement of the packaging units and the tube coinciding, directed towards a cross-cutting device and a cross-sealing device. A vent tube may be disposed within the film tube and have an inlet positioned immediately adjacent the closed end of the film tube where the transverse closures are formed by a mechanism that establishes these transverse closures.
This exhaust line is expediently connected to an analyzer for the atmosphere so that the atmosphere can flow into the exhaust line and can be analyzed before any packaging units are produced. If the operator determines that the analyzer indicates that the state of the atmosphere within the hose is satisfactory for the start of the manufacture of packages, then the operator starts the machine and units such as cheese packages can be packed immediately without a Loss of packaging material occurs.
Once the packaging has been manufactured, the state of the atmosphere can be monitored at any time. One such method is an improvement on the previously known technique which required that some packages that were being made be taken to a laboratory for gas analysis each day before the package could be run at full speed determine whether the machine is producing packaging containing a gas in the desired composition. After production started, it was customary to bring samples to the laboratory every 15 minutes or at similar intervals so that further control of production could take place.
If the gas or atmosphere in the packages produced was unsatisfactory, the packages were thrown away and there was a loss of material and time in this mode of operation that has previously been used.
In view of the foregoing, it is an important object of the invention to provide a new and improved method and apparatus for manufacturing packaging units which have a regulated or controlled atmosphere with minimal loss of packaging material and labor at the start of operation of the machine.
A further aim is to create a new and improved method and a new and improved device for packaging units of goods, wherein the analysis of the atmosphere of each package is immediately available at the time the package is manufactured so that the operating personnel can determine whether the packaging produced contains the desired atmosphere without the need to send the packaging to a laboratory where an independent statistical analysis is carried out.
Further possibilities are to be seen in the creation of a new and improved method for purging cheese parts within a film tube with a gas or another suitable atmosphere, after which the gas or the atmosphere is drawn off from the tube without mixing the drawn off gas with the gas , which is introduced into the tube so that the withdrawn gas can be fed into an analysis device in order to determine whether the packaging produced has the desired atmosphere, and where the withdrawal of the gas is carried out in such a way that parts of the gas or the atmosphere against the Underside of the objects that are packaged can be straightened in order to wash these undersides in order to further prevent spoilage of the objects within the packaging.
Other exemplary embodiments of the invention are to be described in the following description with reference to the figures of the drawing. Show it:
1 is a schematic view of a device for packaging units of goods according to the invention,
FIG. 2 is an enlarged partial plan view showing in detail certain features of the wrapping device shown in FIG. 1;
Fig. 3 is a vertical sectional view taken substantially along the line IIIIII of Fig. 2 and seen in the direction indicated by the arrows.
Fig. 4 is a plan view of a gas hood which is used in the device shown in Fig. 2, in the position shown in Fig. 2 by dashed lines,
Fig. 5 is a partial longitudinal sectional view of the gas hood shown in Fig. 4,
Fig. 6 is a partially exploded view of the in Figs.
4 and 5 shown gas hood,
Fig. 7 is a vertical sectional view taken along the line VII-VII of Fig. 4, looking in the direction of the arrows;
8 is a vertical sectional view of a unit of goods being packaged and the film showing in solid and dashed lines the method by which the film is turned over to form a tube wrapping the unit of goods;
9 is an enlarged cross-sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 1, looking in the direction of the arrows.
With 9 a packaging unit is designated quite generally, which can be produced with the new machine 10 shown in FIG. The packaging unit 9 is preferably made of a suitable flexible material, as stated above, and is characterized in that this packaging has a longitudinal closure or longitudinal termination which extends over the entire length of the packaging. The packaging 9 also has transverse closures or seals at both ends.
The device 10 also has a frame 11 and a roll for the film 12. The film roll is arranged under the frame and the film extends over a roll 13 on the top of the frame.
A conveyor 14 is arranged at one end of the frame at a distance from the end of the frame and has a conveyor belt 15 which has lugs 16 for carrying goods units 17 which are to be packed. As the conveyor belt 15 moves past the roller 13, the tabs 16 cooperate with the moving film 12 to deposit units 17 on top of the film longitudinally spaced from one another along the length of the film strip.
On the top of the frame or horizontal bed 11 there is provided a pair of spaced apart foil folding shoes or panels 18 and these foil folding shoes or panels 18 have oppositely converging side edges 18a and flat tops 18b. Rubber rollers 19 are adjustably mounted on the top of the plates, adjacent the converging side edges 18a, to assist in folding the film and to create a trough-shaped portion in the length of the film as the film passes lengthways past the rubber rollers 19. The rollers 19, as shown in FIG. 8, can be set at an angle in order to draw the film tightly around the unit of goods or the food product.
It should be noted that the shoes 18 are interconnected and carried by a carriage 20 which is vertically movable with respect to the frame, so that the shoes 18 and the rollers 19 in a vertical direction according to the size of the units of goods 17 to be packed, can be adjusted. The details of the carriage 20 will be explained later.
A longitudinal welding device 21, which has heating elements 22, 22, is mounted in the longitudinal direction upstream of the shoes 18. The heating elements 22, 22 are pivotally mounted at 23a, 23a on pivoting brackets 23 carried by a crosspiece 23 'of the carriage. The other ends of the elements 22, 22 are connected to one another by a bracket 24.
A handle 25 is provided in order to pivot the welding device 21 about the pivot bearing 23 so that the film can be pulled through the device and can be connected to a cross cutter and a cross welder 28. The cross welder and cross cutter 28 forms the device with which the film is drawn in the longitudinal direction through the shoes 18 and through the welding device 21 as well as through the welding rollers 26, 26. The heating elements 22, 22 are provided to heat the opposite edges 12b, 12b of the film after the side panels 12a, 12a are folded around the sides of the item 17 to be packaged. The rollers 26 are rotatably mounted on legs 26b at 26a, and these legs 26b are mounted on a U-shaped frame 26 '.
The frame is attached to the shoes 18,18. It should be noted that after the film has passed through the rollers 26, 26, a welded film tube is formed around the units 17 which are arranged at a distance from one another in the longitudinal direction. When these product units 17 are introduced into the cross welder and cross cutter 28 within the film tube 27, cross welds or cross seals are formed in the tube in order to produce individual packaged units, and these units are cut off from one another to form separate packaging units 9, as shown in FIG 1 is shown. The cross welder and cross cutter can be of any suitable type and can be constructed, for example, as shown in FIG. 12 of US Pat. No. 3,024,581.
After the packaging units have been separated from one another, they are brought onto a conveyor 29 by the device 28, as shown in FIG. 1.
A wedge-shaped hood 30 is constructed and shaped in such a way that it can sit over the wedge-shaped opening between the shoes 18 which is formed between the converging edges 18a and can enclose this opening. As shown in FIGS. 1 7, the hood 30 consists of four separate parts, namely a base part 31 which has gas outlets 31a and inclined outlets 31c, these outlets being distributed over the length of this base part, and wherein the outlets 3 1c are at the upstream end of the hood.
Each of the outlets 31 a has a beveled edge 31 b which is shaped such that gas is directed in a direction upstream of the hood 30 in a trough-shaped part of the film within the film tube 27 to the transverse welder 28. The outlets 31c are inclined in such a way that they generate a gas flow directed upstream relative to the hood 30. The hood 30 also has a central part 32, which has a relatively large central recess 32a, which is located above all gas outlets 31a, and which serves as a distributor for receiving the gas and for distributing the gas through the outlets 31a. On the upper side of the middle piece 32, a cover piece 33 is mounted, which has gas inlets 33a, the lower ends of which are connected to the middle recess 32a.
A gas inlet block 34 having inlet openings 34a is mounted on the top of the lid part 33, and the parts 31, 32, 33 and 34 may be suitably fastened to each other by means of an adhesive or cement or other fastening means. When the parts are assembled, the parts 31, 32 and 33 cooperate to form a gas distribution chamber 35 in the region of the central recess 32a, which chamber can receive gas through the gas nozzles 36, 36 which are connected to gas lines 37, 37 , and having a reservoir 38 containing a pressurized gas. A gas gate valve or stopcock 39 and a gas pressure regulator 40 are provided to control the flow of gas into the hood 30.
As shown in FIG. 1, a vacuum block 41 is mounted adjacent the front end of the hood 30 and is carried by the shoes 18,18. A tube 42 is connected to the block 41 and extends forward and into the film tube 27 to draw the atmosphere or gas from the tube near the area of the cross seal. The tube 42 is arranged with its upstream end upstream of the closed film tube 27, so that this tube can extend into the tube without disturbing the longitudinal seal that is formed on the tube by the longitudinal welding devices 21. The tube 42 has an upstream inlet end 42a which is immediately adjacent to the cross welder 28 in order to draw off the atmosphere, such as air and gas, from a closed end of the hose 27.
A line 43 is connected to the suction or vacuum block 41 and is further connected to a first filter 44 which serves as a moisture and cheese particle collector. Another suction or vacuum line 43 ′ connects the filter 44 to a vacuum pump 45, which is provided for generating the negative pressure or vacuum in the pipe 42. The pump 45 has a pump line 46 which is connected to a second filter 47 and to another pump line 48 which is connected to a gas purging pipe 49 which is arranged between the film roll 13 and the conveyor 14.
The gas purging tube 49 has a series of outlets 49a directed upward to flush the undersides of the items 17 to be packaged as those items move across the gap between the conveyor 14 and the moving film strip 12 . By rinsing the underside of the objects 17, particularly when it comes to Swiss cheese, the shelf life of the packaged product is considerably increased. Packs 9 were examined which contained Swiss cheese and which were packaged in such a way that the undersides of the Swiss cheese were rinsed in the manner described, and these tests have shown that the packs were up to 95 o / o free of oxygen .
An inlet branch 50 for an analyzer is provided in the pump line 48 so that part of the evacuated atmosphere or part of the evacuated gas can be conducted through a line 51 to a gas analyzer 52 of suitable design so that tests can be carried out continuously for an analysis the atmosphere or the gas in the closed end of the film tube 27, directly at the cross welder. A conventional tape or disk recording device 53 is connected to the gas analysis device 52 in order to be able to carry out a continuous recording of the tests carried out by the analyzer during the continuous operation of the machine 10.
It has been found that excellent results can be obtained by aspirating the atmosphere or the gas from the closed end of the hose and conveying the aspirated gas into a gas stream which is separate from the gas stream and which flows downwards from the hood 30. The withdrawn gas can not only be used to flush the underside of the goods units 17 to be packaged, as described above, but this withdrawn gas can also be tested and analyzed in the usual way so that the operating personnel have continuous control to determine the gas content of the To determine packaging 9 which are produced by the machine.
Heretofore, a number of packages have been required to pass through the machine, after which the packages have been taken to a laboratory and checked to determine whether the packages contain a satisfactory amount of gas. According to the new method described here, the film tube 27 can be filled with gas before the actual packaging begins, and the operating personnel can determine the composition of the atmosphere within the film tube 27, specifically at a point adjacent to the transverse welder 28, before any packaging is produced becomes.
If the gas analysis is not satisfactory, which can be ascertained, for example, by the display device on the gas analyzer 52, the gas controls can be set in such a way that the gas composition in the closed end of the hose 27 can be set precisely. When the closed end of the hose 27 contains the desired atmosphere, the transverse welder 28 can be switched on by the operator to start the movement of the film 12 relative to the other parts of the machine, and the packages 9 have a gas of the desired composition and these packages can be without material - or loss of film and with a minimum expenditure of time.
Excellent results can be achieved with the machine when producing 140 packaging units 9 per minute. For example, the machine can be operated in such a way that 30-10 pounds of carbon dioxide are consumed per hour, according to the amount and type of atmosphere which is desired in the packages 9. By operating the machine 10 in the manner described and by carrying out the method according to the invention, packagings can be produced which have a low negative pressure, so that compact packagings are produced. In previous packaging technology, there was a tendency to produce puffed packaging.
However, if packages are produced which have a low negative pressure, this state of the inflated packages can be eliminated.
The carriage 20 is arranged on four stands (FIG. 2) on both sides of the shoes 18, 18. A pair of screws 56, 56 are mounted on either side of the shoes 18, 18 and these screws are threaded through the carriage 20 at 57, 57. A pair of sprockets 58, 58 are provided on the underside of the surface of the frame 11 and these sprockets are connected to each other by a chain 59 so that when the screw extension 60 is rotated, the sprockets rotate through the chain 59 around the carriage 20 to move up or down as desired.
The slide blocks 57 are connected to one another by a cross piece 61, the ends of which are connected to the blocks 57 by screws 52. Support arms 63, 63 are arranged below the blocks 57 and are carried by supports 64, 64 which are fastened to the frame 11. The bars or stands 55 extend through the brackets 63 to hold these bars on the frame 11.
In the illustrated method and apparatus, the withdrawn gas or atmosphere is used to purge the units to be packaged. In order to obtain the amount of atmosphere or the amount of gas, if desired, this method can be modified with satisfactory results. To this end, an adjusted atmosphere or a adjusted gas can be directed against units to be packaged from a source which is independent of the atmosphere or of the gas which is passed through the film tube. In some cases it may be desirable to use a different atmosphere or gas for purging.
In some cases it may be desirable to use a moisture and / or gas permeable packaging material. For other products it may be desirable to use a gas- and / or moisture-impermeable packaging material or a gas- and / or moisture-impermeable film.
It should also be noted that the controlled or adjusted atmosphere that is filled into the film tube can vary depending on the product that is to be packaged. The atmosphere can contain gas, inert gases, nitrogen, CO2, pure oxygen, cyanide, chlorine gas. For example, if units of fresh red meat are to be packaged, it may be desirable to use pure oxygen in the packs. On the other hand, if, for example, garments for medical use are to be packaged, it may be desirable to create a sterile atmosphere and cyanide gas or chlorine gas or various antiseptic powders may be introduced into the film tube.
In the description, the term controlled atmosphere has been used in a very general sense and is intended to cover all of the various substances which can be introduced into the film tube when the units of goods are being packed.